The distribution of rare earth elements (REE) during sequential chemical leaching of coal from seam 404, “Pniówek” Coal Mine (USCB)

Abstract

Celem pracy było określenie dystrybucji pierwiastków ziem rzadkich (REE) w procesie sekwencyjnego chemicznego ługowania próbek węgla z pokładu 404 KWK Pniówek. Na potrzeby pracy wykorzystano pięciostopniową zmodyfikowaną procedurę ługowania opisaną w pracy D.A. Spears. Zawartość REE w uzyskanych roztworach oznaczono metodą ICP-MS). Analizowano oddzielnie udziały REE w próbkach bruzdowych węgla oraz w roztworach będących produktami sekwencyjnego ługowania substancji nieorganicznej i organicznej węgla. Stwierdzono zróżnicowany udział REE w analizowanych próbkach węgla. Normalizacja udziałów REE do chondrytów wykazała obecność małej anomalii ujemnej dla Eu i większej dodatniej dla Gd. Na wszystkich krzywych po znormalizowaniu widoczne jest wzbogacenie próbek węgla w LREE i odpowiednio niższy mało zróżnicowany udział HREE. Podobnym przebiegiem charakteryzują się krzywe po znormalizowaniu uzyskane dla produktów ługowania związanych z substancją organiczną węgla (etap IV-V) i krzemianami. Krzywe normalizacyjne uzyskane dla produktów ługowania związanych z substancją mineralną (etap I-III) dla poszczególnych próbek węgla są podobne. Wszystkie charakteryzują się dodatnimi anomaliami w zakresie Sm-Tb oraz wzbogaceniem udziałów MREE względem LREE.The aim of the study was to determine the distribution of REE in coal using during the sequential chemical leaching of four coal samples from 404 seam of Ruda beds of “Pniówek” coal mine. The five digestion steps were used to determine REE distribution. In this study adopted the leaching procedure described in work D.A. Spears.The content of REE in obtained solutions was determined by ICP-MS method.The contents of REE in the samples was analyzed in coal and separately in the solutions which were products of the sequential leaching of inorganic and organic substances of coal. It was found that the REE content in coal samples is varied. The contents of REE were normalized to chondrites. It showed a small negative anomaly for Eu and larger positive anomaly for Gd. The enrichment in LREE of coal samples and respectively lower and less diverse of HREE content are shown on all of the normalized curves. The normalized curves obtained for chondrites REE content in the leaching products connected with organic substance (stage IV-V) have a similar course.The normalized curves obtained for chondrites REE content of the leaching products connected with mineral substance (stage I-III) for the individual samples of coal were similar. All these curves are characterized by positive anomalies in the range of Sm-Tb and enrichment in MREE relative to LREE